Ces dernières années, les batteries lithium-ion se sont imposées comme une technologie essentielle dans la transition vers les énergies renouvelables et les véhicules électriques (VE). La demande croissante de batteries plus performantes et plus abordables a stimulé des avancées significatives dans ce domaine. Cette année, les experts prédisent plusieurs avancées qui pourraient révolutionner les capacités des batteries lithium-ion.
Une avancée notable à suivre est le développement des batteries à semi-conducteurs. Contrairement aux batteries lithium-ion traditionnelles qui utilisent des électrolytes liquides, les batteries à semi-conducteurs utilisent des matériaux solides ou de la céramique comme électrolytes. Cette innovation augmente non seulement la densité énergétique, augmentant potentiellement l'autonomie des véhicules électriques, mais réduit également le temps de charge et améliore la sécurité en minimisant les risques d'incendie. Des entreprises de premier plan comme Quantumscape se concentrent sur les batteries lithium-métal à semi-conducteurs, avec l'objectif de les intégrer aux véhicules dès 2025[1].
Si les batteries à semi-conducteurs sont très prometteuses, les chercheurs explorent également des solutions chimiques alternatives pour répondre aux inquiétudes concernant la disponibilité de matériaux clés comme le cobalt et le lithium. La quête d'options plus économiques et plus durables continue de stimuler l'innovation. Par ailleurs, les institutions universitaires et les entreprises du monde entier travaillent activement à améliorer les performances des batteries, à augmenter leur capacité, à accélérer les vitesses de charge et à réduire les coûts de fabrication[1].
Les efforts d'optimisation des batteries lithium-ion ne se limitent pas aux véhicules électriques. Ces batteries trouvent des applications dans le stockage d'électricité sur le réseau, permettant une meilleure intégration des sources d'énergie renouvelables intermittentes comme l'énergie solaire et éolienne. L'utilisation des batteries lithium-ion pour le stockage sur le réseau améliore considérablement la stabilité et la fiabilité des systèmes d'énergie renouvelable[1].
Des scientifiques du Laboratoire national Lawrence-Berkeley ont récemment mis au point un revêtement polymère conducteur appelé HOS-PFM. Ce revêtement permet d'obtenir des batteries lithium-ion plus durables et plus puissantes pour les véhicules électriques. Le HOS-PFM conduit simultanément les électrons et les ions, améliorant ainsi la stabilité, les taux de charge/décharge et la durée de vie globale de la batterie. Il sert également d'adhésif, prolongeant potentiellement la durée de vie moyenne des batteries lithium-ion de 10 à 15 ans. De plus, ce revêtement a démontré des performances exceptionnelles lorsqu'il est appliqué sur des électrodes en silicium et en aluminium, limitant leur dégradation et maintenant une capacité élevée de la batterie sur plusieurs cycles. Ces résultats laissent entrevoir une augmentation significative de la densité énergétique des batteries lithium-ion, les rendant ainsi plus abordables et accessibles pour les véhicules électriques[3].
Alors que le monde s'efforce de réduire les émissions de gaz à effet de serre et d'assurer la transition vers un avenir durable, les avancées technologiques dans le domaine des batteries lithium-ion jouent un rôle crucial. Les efforts continus de recherche et développement propulsent l'industrie vers des solutions de batteries plus efficaces, plus abordables et plus respectueuses de l'environnement. Grâce aux avancées dans les domaines des batteries à semi-conducteurs, des chimies alternatives et des revêtements comme le HOS-PFM, le potentiel d'adoption généralisée des véhicules électriques et du stockage d'énergie sur réseau devient de plus en plus réalisable.
Date de publication : 25 juillet 2023
